Билеты № 19-22 к Государственному экзамену по специальности «Электроснабжение» (Предложить виды защит и указать места их установки. Разработать алгоритм централизованного АПВ и АВР для восстановления схемы после ее распада при коротком замыкании)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ                                                        СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 140211.65

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

БИЛЕТ № 19

Для схемы, показанной на рисунке:

1. Предложить виды защит и указать места их установки. Выбрать точки КЗ и рассчитать сопротивления до них в различных режимах, нужных для расчета параметров срабатывания защит и их чувствительности. Рассчитать выдержки времени  всех защит. Ступень селективности Δt=0,5 с. Уставки защит по времени отходящих линий W4, W5, W6 указаны на рисунке. Сопротивления линий и трансформаторов, а также сопротивление системы указаны на рисунке в относительных базисных единицах. Выключатель Q5 в нормальном режиме отключен.
2. Выбрать сечение сборных шин ГПП2, учитывая, что ток отключения выключателя Q6 равен 20 кА, а ток электродинамической стойкости составляет 51 кА.
3. Выбрать коэффициенты трансформации трансформаторов тока ТА1 и ТА2, считая, что нагрузки линий W1 и W2 одинаковы и равны 250А.
4. Указать периодичность осмотров и ремонтов воздушных линий.
5. Определить необходимые режимы нейтралей трансформатора ГПП2, если суммарные длины электрически связанных ВЛ 35 кВ – 70 км, КЛ 10кВ – 27 км.

Зав. кафедрой ЭС                                                                                   Зайцев Г.З

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ                                                        СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 140211.65

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

БИЛЕТ № 20

От шин 10 кВ 2-трансформаторной ГПП питается нагрузка 1, 2 и 3 категорий; доля нагрузки 1 и 2 категорий составляет 85%.

Суммарная расчетная нагрузка подстанции 12,3 МВ·А.

Нагрузки отходящих линий в послеаварийном режиме I_{раб max w2}=75 А, I_{раб max w3}=100 А, I_{раб max w4}=115 А, I_{раб max w5}=155 А.

Коэффициент самозапуска для защиты Q1 К_сзап=2,5. Ток двухфазного короткого замыкания при КЗ на шинах 10 кВ I⁽²⁾_{КЗ max к}=5200 А, I⁽²⁾_{КЗ min к}=3900 А. Уставки защит по времени: Q2-0.7 c, Q3 – 0.8 c, Q4-0.9 c, Q5-1.1 c. (нагрузка и уставки защит по времени обеих секций шин одинаковы).

Требуется:

1. Определить номинальную мощность и тип трансформаторов ГПП.
2. Выбрать сечение кабеля линии W3 (материал жил – алюминий; Т_max=5500 ч/год).
3. Выбрать выключатели Q1 и Q3.
4. Определить потери реактивной мощности в трансформаторах ГПП.
5. Выполнить расчет максимальной токовой защиты вводного выключателя Q1.

Зав. кафедрой ЭС                                                                                   Зайцев Г.З

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ                                                        СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 140211.65

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

БИЛЕТ № 21

Требуется:

1. Произвести выбор и расчет защит блока линия-трансформатор (см. рис.).
2. Определить годовые потери электроэнергии в трансформаторе, если число часов использования максимума нагрузки равно Т_М=3100 ч/год, а коэффициент загрузки в часы максимума составляют 150%.
3. Выбрать выключатель Q и автоматический выключатель QF.
4. В чем конструктивное отличие трансформатора, указанного в задаче от трансформатора ТМГ?

Исходные данные: Установлен трансформатор типа ТМ-250/10. Номинальная мощность трансформатора S_{т ном}=250 кВ·А. Мощность короткого замыкания на шинах 10 кВ S_КЗ=600 МВ·А. Кабель с алюминиевыми жилами, сечением 16 мм², длиной 0,5 км имеет удельные сопротивления r_уд=1,94 Ом/км, х_уд=0,11 Ом/км. Сопротивления прямой последовательности трансформатора, приведенные к напряжению 0,4 кВ: r_T1=9,4 мОм, х_Т1=27,2 мОм. Расчетное значение сопротивления для определения тока однофазного КЗ на стороне 0,4 кВ Z_T0=1/3·Z⁽¹⁾_T=100 мОм. Время срабатывания вводного автоматического выключателя QF на стороне 0,4 кВ – t_сза=0,2 с. Значения коэффициентов: надежности – К_н=1,2 (К_н=1,25 для токовой отсечки), возврата – К_в=0,85, самозапуска – К_сзап=2,5. Коэффициент трансформации трансформатора тока, установленного на фазах – n_та=10, коэффициент трансформации трансформатора тока, установленного в нулевом проводе n_та0=80.

Зав. кафедрой ЭС                                                                                   Зайцев Г.З

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ                                                        СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 140211.65

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКЗАМЕН ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ

БИЛЕТ № 22

Для подземной части системы электроснабжения угольной шахты провести анализ, предложить адресацию (кодирование) выключателей, разработать алгоритм централизованного АПВ и АВР для восстановления схемы после ее распада при коротком замыкании.

Схема приведена на рисунке. На схеме указаны: W1, W2 – питающие линии, ЦПП1 – центральная подземная подстанция, РПП1 – распределительный подземный пункт. Выключатели с номерами 1,10 – вводные, выключатель 1 на секции 3 ЦПП1 – линейный, т.е. питание слева подводится прямо к шинам секции 3, выключатель 1 РПП1 нормально отключен. В каждой ячейке взрывобезопасного исполнения установлена максимальная токовая защита без выдержки времени (шахта опасна по газу и пыли). При коротком замыкании происходит мгновенное отключение всех выключателей, через которые проходит ток КЗ, от МТЗ, остальные выключатели отключаются по причине исчезновения напряжения на шинах.

Выбрать секционный выключатель QB и выключатель Q1 по следующим данным: к левой секции ГПП подключен синхронный двигатель М1, к правой – асинхронный двигатель М2, ток короткого замыкания от системы при КЗ в точке К1 I⁽³⁾_{кз мах К1}= 6 кА. Данные электродвигателей: М1 – тип СДН 14-59-8У3, мощность P_{м1 ном}=1000 кВт, напряжение

U_{м1 ном}=6кВ, частота вращения n_{m1 ном}=750 1/мин, η=0,96, cosφ=0,9, К_пуск=I_пуск / I_{м1 ном}=6; М2 – тип ДАЗ14-79-4МУХЛ4, мощность P_{м2 ном}=2500 кВт, напряжение U_{м2 ном}=6кВ, частота вращения n_{m2 ном}=1500 1/мин, η=0,96, cosφ=0,86, К_пуск=I_пуск / I_{м2 ном}=5,5. Максимальный рабочий ток линии W₂ I_{раб max w2}=300 А.

Зав. кафедрой ЭС                                                                                   Зайцев Г.З